万有引力与航天教材分析及几点建议 (必修二模块 第六章 )

③检验 a=0.0027m/s2 通过创设情景，引导学生定量计算，用无可辩 驳的事实证明猜想的正确性，增强学生的理性 认识。

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第四节 万有引力理论的成就

一、教材分析: 本节教学要求学生体会万有引力定律经受实践 的检验，取得了很大的成功；理解万有引力定 律巨大作用和价值，对它在科学史上所产生的 重大影响无论怎样估计都不是过分的。通过本 节的学习，重点使学生深刻体会科学定律对人 类探索未知世界的作用,激起学生对科学探究的 兴趣，培养热爱科学的情感。本节分三个板块： 实验室称量地球质量；计算天体质量；发现未 知天体。
二、教材分析：从行星运动规律到万有引力定律 的建立过程，是本章的重要内容，是极好的科学 过程教育素材，在行星运动规律与万有引力定律 两节内容之间安排本节内容，是为了更突出发现 万有引力定律的这个科学过程。如果说上一节内 容是从运动学角度来描述行星运动的话，那么本 节内容就是从动力学的角度来研究行星的运动。 研究过程是一个依据已有规律进行的演绎推理过 程。这节内容与下一节内容结合起来，应该说是 一个比较完整的探究过程。从问题的提出、猜想 与假设、结论的得出、检验论证等，是一次很好 的探究性学习过程。
二、新、旧教材对比及分析
第六章 1 2 3 4 5 6 万有引力与航天 第六章 万有引力定律
行星的运动 太阳与行星间的引力 万有引力定律 万有引力理论的成就 宇宙航行 经典力学的局限性
一、行星的运动 二、万有引力定律 三、引力常量的测定 四、万有引力定律在天文学上的应 用 五、人造卫星 宇宙速度
六、行星、恒星、星系和宇宙
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“月--地检验 ” 在牛顿时代，重力加速度g、地球半径R， 月-地的距离(月球轨道半径)r、月球的公 转周期T都能精确的测定，已知 r=3．8×108m，T=27.3天，g=9.8m/s球的力与地球对苹果的力同样遵 从“平方反比”律， 那么， 物体在地面附近受到 的 ，则有 a 1
●新教材大体继承了原教材的知识线索，知识要求没有大 的变化。 ●新教材在“行星的运动”与“万有引力定律”之间增加 一节课文“太阳与行星间的引力”，旨在放缓万有引力定 律发现历程的展现，为学生学习万有引力定律的发现奠定 更充分的知识基础； ●“经典力学的局限性”是共同必修模块的最后一节课， 在“万有引力理论的成就”后面，用“经典力学的局限性” 来作为必修教材牛顿力学的结尾，是对学生所学经典力学 的一次总结。
理解第一宇宙速度

卫星运行的线速度、角速度、周期与轨 道半径的关系
一定全定 线速度、角速度、周期都与卫星的质量无关， 仅由轨道半径决定。即在相同的轨道半径上， 卫星具有相同的线速度、角速度、周期。且离 地越远，线速度、角速度越小，周期越大
第三节 万有引力定律

一、教材分析与教学建议 本节内容是对上一节教学内容的进一步 外推，是下一节内容学习的基础；是猜 想、假设、与验证相结合的教学内容； 是一种演绎思维与归纳思维相结合的推 理知识建构结构。其立意还在于物理理 论还必须接受实践的检验。


2 2 a r ( ) r =0.0027m/s2 T

●注重科学文化教育 科学意识、科学精神、科学价值观等都 是在科学发展的过程中形成的。牛顿时 代的科学家们围绕万有引力的研究，经 历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学 实践。这些科学发展过程中的事例都是 实现“情感、态度、价值观”目标的好 材料。

●增进科学与生活、社会的联系
●正确评价经典力学 教科书肯定了经典力学的巨大成就，同时从三个 方面介绍了经典力学的局限性，让学生知道科学 成就总是在不断发展的。但一个新的科学理论的 建立并不意味着原有科学理论的推翻，而是原有 科学理论在一定条件下成为新理论的一部分，科 学理论的普适性总是相对的，科学是在不断探索 更广泛适用的理论中得到发展。






问题设置: 1、行星绕太阳作匀速圆周运动，写出行星需 要的向心力表达式，并说明式中符号的物理意 义。 2、行星运动的线速度v与周期T的关系式如何？ 为何要消去v？写出要消去v后的向心力表达式 3、如何应用开普勒第三定律消去周期T？为何 要消去周期T？ 4、写出引力F与距离r的比例式，说明比例式 的意义
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4495 0.0424 0.3844
30686
60188 1 27.322
第二节 太阳与行星间的引力

旧教材：推导万有引力定律的过程较粗，不太 符合循序渐进的原则 新教材：“太阳与行星间的引力”独立出来研 究天体间的作用力，然后再利用一个课时研究 万有引力定律，把天上、地上联系起来，天体 间的万有引力规律的推导更调理清晰，每一步 的推导目的更明确，难度分散，使月地检验 （在下一节）有充足的时间落实，并且使学生 对物理知识的发展过程认识得更清晰。
四、课时建议



第一节 行星的运动 （1学时） 第二节 太阳与行星间的引力 （1学时） 第三节 万有引力定律 （1学时） 第四节 万有引力理论的成就 （2学时） 第五节 宇宙航行 （2学时） 第六节 经典力学的局限性 （1学时）
教学建议

第一节 行星的运动 教材分析与教学建议 本节内容对全章的教学起着引领性的作用，同时又为 本章的重点内容万有引力定律的学习起一个铺垫性的 作用。本节内容特点：知识容量较少，但包括的科学 史料十分丰富。因此本节的教学设计应立足于对学生 进行科学精神、科学思想方法的教育。让学生在科学 家关于天体运动的研究历史中感悟科学家求真、求简 的科学思想方法和科学精神---不仅要让学生了解知识 的结论，而且要让学生了解知识结论得到的过程。
兰州市集体大备课
万有引力与航天教材分析及几点建议 （必修二模块 第六章 ）
主讲：五十五中 裴发举
知识主线：
天上人间
一、课程目标





1．通过有关事实了解万有引力定律的发现过程。知道 万有引力定律。认识发现万有引力定律的重要意义， 体会科学定律对人类探索未知世界的作用 . 2．会计算人造卫星的环绕速度。知道第二宇宙速度 和第三宇宙速度 3．初步了解经典时空观和相对论时空观，知道相对 论对人类认识世界的影响。 4．初步了解微观世界中的量子化现象，知道宏观物体 和微观粒子能量变化的特点，体会量子论的建立深化 了人类对于物质世界的认识 5．通过实例，了解经典力学的发展历程和伟大成就， 体会经典力学创立的价值与意义，认识经典力学的适 用范围和局限性

新教材的编写，具有很强的逻辑关系， 在教学过程中，要注意引力的关系式的 推导不是公式的罗列，一定要让学生搞 清为什么用这个公式而不用那个公式； 在推导过程中，用了哪些方面的知识 （牛顿第二定律、牛顿第三定律、开普 勒第三定律）？在使用牛顿第二定律中， 属于哪个方面的应用（已知物体的运动 情况，判断物体的受力情况）？

第五节 宇宙航行

一、教材分析: 1.本节属于航天部分的重要知识，介绍万有引力的重要成就。 使学生知道是万有引力理论使人类实现“飞天”梦想。教科 书简述了人类航天事业的发展，特别列举了成功发射的人造 地球卫星的几个实例，使学生通过展示人类在宇宙航行领域 中的伟大成就，激发学生学习物理的热情．通过介绍我国在 航天方面的成就，激发学生的爱国热情，增强民族自信心和 自豪感。感知人类探索宇宙的梦想，促使学生树立献身科学 的人生观和价值观。本节既介绍航天成就，又谈到人类为此 付出的代价。全文最后以爱因斯坦的名言“一个人最完美和 最强烈的情感来自面对不解之谜”来激励学生科学探究的志 趣。
远古人们就梦 想飞出地球探 索星空的奥秘。 嫦娥奔月是广 为留传的民间 神话，体现了 人类了解自然 奥秘的渴望。
行星
水星 金星
半长轴(106km)
57 108
公转周期(天)
87.97 225
地球
火星 木星 土星
149
228 778 1426
365
687 4333 10759
天王星
海王星 同步卫星 月球
三、新教材的特点

●新教材充分展现万有引力定律的发现过程， 发展学生的科学思维能力：万有引力定律的发 现过程犹如一部壮丽的科学史诗，它歌颂了前 辈科学家的科学精神，也发现了科学发展过程 中科学家们富有创造而有严谨的科学思想，是 发展学生思维能力难得的好材料。教科书在尊 重历史事实的前提下，通过一些逻辑思维的铺 垫，让学生以自己现有的知识基础处身于历史 的背景下，经历一次自己发现万有引力定律的 过程。